专利名称：光波导用树脂组合物及使用其的光波导以及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为构成光波导的芯部的形成材料而使用的光波导用树脂組合物及使用其的光波导以及其制法。
背景技术：
光波导被组装在光波导设备、光集成电路、光布线基板等光学装置中，被广泛用于光通信、光信息处理、其它普通的光学领域。对于光波导而言，通常，作为光的通路的芯部形成为规定图案，下包层和上包层以覆盖该芯部的方式形成。作为制造这样的光波导的方法，例如，考虑了通过辊对辊(roll-to-roll)エ序来制造的方法。在上述辊对辊エ序中，作为芯部形成材料，使用环氧系光波导形成材料(清漆)吋，例如，通过将其涂覆在基材薄膜上进行干燥，制作形成未固化状态的芯部形成用的薄膜层而成的ニ层薄膜。并且，使用这样的ニ层薄膜时，为了使其适合于上述辊对辊エ序， 通常，对上述清漆涂覆干燥后的未固化薄膜层要求以下所述的特性。可以举出以下特性等， 即，(1)为了防止将ニ层薄膜卷绕成辊状时未固化薄膜层转印到辊上、未固化薄膜层面的皲裂而不具有粘性(不粘性)、( 为了防止在薄膜卷绕而成的辊的输送中因弯曲产生的应カ 导致芯部形成用的薄膜层破裂而具有的挠性。因此，作为上述芯部形成用的薄膜层形成材料，需要为如下所述的聚合物成分不含有液态成分、为了赋予上述特性(1)而使用固态树脂、且具有一定程度的高分子量。因此，例如，作为将固态环氧树脂用作固态树脂的、通过光阳离子聚合图案形成性良好地固化的方法，采用使用具有多官能的环氧基的环氧树脂提高固化灵敏度的方法。但是，由与固态环氧树脂一同配混的光产酸剂(PAG)产生的反应活性基团(reactive species)的扩散引起的迁移率(移动性)与使用液态环氧树脂的情况相比绝对地变低，因此，为了制作窄间距的芯部的精細图案而需要的光产酸剂(PAG)的使用量与使用液态环氧树脂时的添加量相比必然变多。已知该光产酸剂(PAG)原本就非常有助于固化物的着色 (黄变)，結果，使用适合于辊对辊エ序用的感光性树脂组合物制作的光波导与使用不适合辊对辊エ序用的感光性树脂组合物制作的光波导相比，波导损失大。由此，关于适合于辊对辊エ序用的芯部形成材料的配方设计，目前，基于光产酸剂(PAG)的添加量的图案形成性的提高和波导损失特性具有相反的关系，关于光波导的低损失化，存在界限。另ー方面，已知，含有(甲基)丙烯酸酯系树脂的感光性树脂组合物通常使用光自由基聚合引发剂进行固化，通常，使用含有(甲基)丙烯酸酯系树脂的感光性树脂组合物制作的光波导与使用含有环氧树脂的感光性树脂组合物制作的光波导相比，损失低。因此，含有(甲基)丙烯酸酯系树脂和光自由基聚合引发剂的感光性树脂组合物作为减少损失的光波导形成材料备受期待。但是，为了弥补作为光波导的热及机械脆弱性，开始使用与环氧树脂系材料的混合系(例如，參照专利文献1、2)。现有技术文献专利文献
专利文献1 日本特开2009-175456号公报专利文献2 日本特开2009-175457号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，已知上述专利文献1、2等中所述的(甲基)丙烯酸酯系树脂和环氧树脂的混合系材料会在(甲基)丙烯酸酯系树脂和环氧树脂之间会发生相分离，其成为雾度、内部折射率差的主要原因，因此，很难说是优选的配混系材料。另外，(甲基)丙烯酸酯系树脂材料与环氧树脂系材料相比，伴随固化反应，体积收缩率大，因此，特别是在需要尺寸精度良好地对包层进行造型的各种光波导用途中，从各种エ艺エ序来看，上包层及下包层优选使用前述环氧树脂系材料来制作。但是，在使用上述环氧树脂系材料制作的下包层上形成由(甲基)丙烯酸酯系树脂材料获得的芯部吋，下包层和芯部间没有化学結合要素，因此，二者间的密合性低，在形成芯图案时的显影エ序中， 有芯图案剥离而脱落的倾向，在由环氧树脂系材料制成的下包层上形成由(甲基)丙烯酸酯系树脂材料获得的芯部的方式存在会成为生产率降低的原因的问题。由此，在现有的光波导的制造技术中，強烈要求开发出一种不仅具有透明性、还对由环氧树脂系材料制成的下包层具有高的密合性、可实现低损失化，并且具有良好的图案形成性、且对应例如辊对辊エ序中的制造而具备不粘性的光波导的芯部形成材料。本发明是鉴于这样的情况而进行的，其目的在干，提供对包层具有优异的密合性、 且可实现光波导的低损失化的提高、并具备芯形成时的良好的图案形成性以及不粘性的光波导用树脂組合物及使用其的光波导以及其制法。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本发明的第一要点在干，ー种光波导用树脂組合物，其含有下述(A)作为主成分、并含有下述(B)作为其固化用成分。(A)在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂。(B)光聚合引发剂。并且，本发明的第二要点在干，ー种光波导，其具备基材、和形成于该基材上的包含下包层及上包层的包层，和在所述包层上形成的传输光信号的芯部，所述芯部由作为上述第1要点的光波导用树脂組合物形成。另外，本发明的第三要点在干，ー种光波导的制法，其是具备基材、和形成于该基材上的包层、和在所述包层上形成的传输光信号的芯部的光波导的制法，其具备以下エ序 在基材上形成包层的エ序；和在所述包层上形成由作为上述第1要点的光波导用树脂組合物制成的芯部的エ序。S卩，本发明人等为了获得对用于形成光波导的包层的环氧树脂系材料的密合性良好、且可具备低损失特性的芯部形成材料，进行了深入研究。其结果发现，使用在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂吋，可以解决前述问题，由此可以得到对环氧树脂系材料也发挥良好的密合性、并且发挥(甲基)丙烯酸系材料具有的高精度图案形成能力、可靠性高的光波导，从而完成了本发明。
可以认为，在本发明中，能够兼顾高的透明性和在环氧树脂系的下包层上的良好的图案形成性是因为，通过使用具有在其骨架中共存有(甲基)丙烯酸酯基和环氧基的多官能骨架的树脂材料作为芯部形成材料，(1)可以进行均勻的固化而不会产生成为内部折射率差的主要原因的相分离；(2)通过进行固化反应エ序的功能分离，可以减少制作芯部图案所必须的光产酸剂(PAG)的添加量，所述固化反应エ序中，通过利用(甲基)丙烯酸酯基的自由基聚合进行固化来实现芯部的图案形成性、通过环氧基的阳离子聚合而使芯部-包层间进行化学反应实现对包层(下包层)的密合性。另外，据推測，可以使用丙烯酸酯系材料在环氧树脂系包层上形成芯部图案而不发生脱落是因为，在作为芯部形成材料的上述特殊的树脂中共存的环氧基与存在于下包层表面的环氧残基聚合从而弥补密合力之故。发明的效果由此，本发明为含有以所述在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A)作为主成分、并含有光聚合引发剂(B)作为其固化用成分的光波导用树脂組合物及将其用于芯部形成的光波导。因此，可以赋予着色(黄变)得到了抑制的高透明性，并且，例如形成于环氧树脂系的包层上的芯部图案可以以高精度获得不产生剥离等、密合性高的良好的图案形成性。其結果，可以以低损失得到可靠性高的光波导。而且，所述部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A)中，将作为感光性取代基的环氧基和(甲基)丙烯酸酯基的总数设为100时的环氧基和(甲基)丙烯酸酯基的比例为环氧基(甲基)丙烯酸酯基=40 60 60 40吋，固化不充分等问题也不会产生，可以实现更优异的密合性的提高。另外，所述光聚合引发剂⑶是组合使用光自由基聚合引发剂及光产酸剂而成的引发剂吋，可以减小成为着色(黄变)原因的光产酸剂的配混量而不会降低固化性。进而，所述光聚合引发剂⑶的含量为光波导用树脂組合物(除溶剂以外的固体成分)整体的1 30重量％吋，会发挥以下效果，即，维持高透明性、图案形成性，并被赋予与环氧树脂系的包层的更优异的密合性。并且，在使用本发明的光波导用树脂組合物作为芯部形成材料来形成光波导时， 在基材上形成包层的エ序和在所述包层上形成芯部的エ序是通过将卷绕的长条基材卷出并在加工结束后卷取的辊对辊加工法连续进行的情况下，由于形成的芯部具备不粘性、且芯部还被赋予了挠性，因此，可以有效率地生产可靠性高的光波导而不会产生制造エ序上的问题。
具体实施例方式以下，对本发明的实施方式进行说明。光波导用树脂组合物本发明的光波导用树脂組合物是使用作为主成分的具有特殊的结构单元的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A成分)和光聚合引发剂(B成分)而得到的。上述具有特殊的结构单元的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A成分)是在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂。如上所述，本发明的特征在干，使用具备在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基两种官能团 (感光性取代基)的特征的特殊的多官能环氧树脂。作为上述在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A成分)，例如可以举出具有下述通式(1)表示的结构单元的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂。[化学式1]
权利要求
1.ー种光波导用树脂組合物，其特征在干，含有下述(A)作为主成分、并含有下述(B) 作为其固化用成分，(A)在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂，(B)光聚合引发剂。
2.根据权利要求1所述的光波导用树脂組合物，其中，在所述部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A)中，将作为感光性取代基的环氧基和(甲基)丙烯酸酯基的总数设为100时的环氧基与(甲基)丙烯酸酯基的比例为环氧基(甲基)丙烯酸酯基=40 60 60 40。
3.根据权利要求1或2所述的光波导用树脂組合物，其中，所述部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A)为具备下述通式(1)表示的结构单元的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂，
4.根据权利要求1 3中的任一项所述的光波导用树脂組合物，其中，所述光聚合引发剂(B)是组合使用光自由基聚合引发剂及光产酸剂而成的。
5.根据权利要求1 4中的任一项所述的光波导用树脂組合物，其中，所述光聚合引发剂(B)的含量为光波导用树脂組合物(除溶剂以外的固体成分)整体的1 30重量％。
6.ー种光波导，其特征在干，其具备基材、和形成于该基材上的包层、和在所述包层上形成的传输光信号的芯部，所述芯部由权利要求1 5中的任一项所述的光波导用树脂组合物形成。
7.ー种光波导的制法，其是具备基材、和形成于该基材上的包层、和在所述包层上形成的传输光信号的芯部的光波导的制法，其具备以下ェ序在基材上形成包层的ェ序；和在所述包层上形成由权利要求1 5中的任一项所述的光波导用树脂組合物制成的芯部的エ序。
8.根据权利要求7所述的光波导的制法，其中，在所述制法中，在基材上形成包层的ェ 序和在所述包层上形成芯部的ェ序通过将卷绕的长条基材卷出并在加工结束后卷取的辊对辊加工法连续地进行。
全文摘要
本发明提供光波导用树脂组合物及使用其的光波导以及其制法，所述光波导对包层具有优异的密合性、且可实现光波导的低损失化的提高、且具备芯形成时的良好的图案形成性。所述光波导用树脂组合物含有在同一主链内具有环氧基及(甲基)丙烯酸酯基的部分丙烯酸酯化多官能环氧树脂(A)作为主成分、并含有光聚合引发剂(B)作为其固化用成分。而且，在具备基板、和形成于该基板上的包层、和在上述包层上形成的传输光信号的芯部的光波导中，上述芯部由上述光波导用树脂组合物形成。
文档编号G03F7/038GK102566272SQ20111039764
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月20日
发明者平山智之, 藤泽润一 申请人:日东电工株式会社